第一篇：二灰碎石壓實度控制及檢測方法分析

二灰碎石壓實度控制及檢測方法分析

摘要：為了解決由于二灰碎石二灰含量變化對壓實度檢測帶來的影響，擬采用通過測出各檢測坑混合料中二灰含量，依據標準試驗確定的干密度曲線圖上查到對應的標準干密度，以此為標準進行壓實度檢測評定。

關鍵詞：公路 路基 二灰碎石 壓密度

二灰碎石作為道路工程中的半剛性基層，主要由石灰、粉煤灰、碎石集料按一定配合比拌和而成，它具有強度高、穩定性好的特點，是我省高等級公路常用的路面基層材料。然而由于以下因素的存在，室內試驗所確定的二灰碎石標準最大干密度，與現場檢測點實際最大干密度出現偏離：二灰含量低，粗集料含量高時，出現壓實度偏高；二灰含量高，粗集料含量低時，出現壓實度偏低，由此影響到二灰碎石壓實度檢測的準確性。

１ 標準試驗不夠準確

１．１ 試驗中試驗人員配料不準，含水量控制不準，未能嚴格按試驗規程進行現場取樣試驗，造成標準試驗不夠準確。

１．２ 由于二灰碎石中粒料的粒徑大，比例高，常在８０％左右，如只用常規做法進行試驗，擊實后的試樣高出試筒頂面一定的高度，刮平后就會產生一個松動層，導致標準試驗值偏低。

１．３ 拌和機采用國產的連續式拌和機，原材料進料不夠均勻，二灰含量發生變化，導致粗集料含量產生波動。

１．４ 二灰碎石混合料拌和和易性差，在運輸及攤鋪過程中出現二次離析等不利因素。局部二灰含量發生變化，導致粗集料含量產生波動。

２ 原因分析 考慮到影響二灰碎石壓實檢測的關鍵是被檢測對象的最大干密度γｄｍ是與二灰碎石中二灰含量有關系的。因此，在實際測試過程中，應依據檢測坑混合料的實際二灰含量，在標準試驗所得到的最大干密度曲線上查找到對應的最大干密度γｄｍ，并以此作為衡量其施工壓實度的依據。

取壓實二灰碎石混合料干質量為ｍ０。二灰含量ｍ１＝ｐ１ｍ０，ｐ１為二灰含量百分率；碎石含量：ｍ２＝ｍ０－ｐ１ｍ０＝１－ｐ１ｍ０。碎石中大于５０ｍｍ粒徑的粗集料所占百分率為ｐ２，則大于５００ｍｍ集料含量為：ｍ３＝１－ｐ１ｍ０ｐ２＝ｐ２１－ｐ１ｍ０；碎石中小于５００ｍｍ粒徑的細集料含量為：

ｍ４＝ｍ２－ｍ３＝１－ｐ１ｍ０－ｐ２１－ｐ１ｍ０＝１－ｐ１１－ｐ２ｍ０；γ＇ｄｍ為混合料中小于５０ｍｍ混合料的最大干密度，Ｇ為混合料中大于５０ｍｍ碎石的視密度，γｄｍ為二灰碎石混合料的最大干密度。

Ｖ０為混合料的體積

Ｖ１為混合料中大于５０ｍｍ粒徑集料的體積 Ｖ２為混合料中小于５０ｍｍ粒徑集料的體積 得：

由上式可知：在碎石集料一定即Ｐ２、Ｇ為常數的情況下：γｄｍ＝ｆＰ１，γ＇ｄｍ即γｄｍ是以Ｐ１，γ＇ｄｍ為參變量的函數，而γ＇ｄｍ＝ｆＰ１即γ＇ｄｍ以Ｐ１為參變量的函數，因此，γｄｍ可以看作為以Ｐ１為參變量的函數記為：γ＇ｄｍ＝ｆＰ１。

所以：工地檢測密實度應以二灰含量所對應的密實度γｄｍ作為檢測標準，方能如實反映二灰碎石的實際密實度。

３ 解決方法 ３．１ 做好標準試驗

標準試驗除配料準確外，應嚴格按試驗規程進行試驗特別是應現場取樣，取出能代表現實際施工的材料外。還應通過估算或經驗確定擊實所需的試料用量，使之當試料用完時，擊實試樣頂面基本與試筒頂面齊平，只需輕微刮動可刮平，這一方面可基本確保擊實后的試樣中各材料配合比不變，使擊實結果準確。

３．２ 推行機械化施工

傳統的二灰碎石拌和采用人工上料，拌和機拌和，人工攤鋪，常造成人工上料不準確，攤鋪時松鋪系數掌握不好，二灰碎石離析現象嚴重。初壓后需大規模人工整平，造成施工中各種材料比例與設計有較大差別。采用先進的拌和樓拌和，攤鋪機攤鋪將以有效地解決上述問題的發生。

３．３ 試驗確定標準密度曲線

在使用機械化施工中，壓實后的二灰碎石基層，仍會存在混合料不均勻現象，不同測點，二灰的含量可能不一樣，不能用同一標準干密度來測定壓實度，要以測點的實際二灰含量對應的標準干密度來檢測評定壓實度。在試驗階段建立二灰含量與干密度的工作曲線，只要測得試坑中挖出的實際二灰含量，根據二灰含量查出相應的標準干密度，確定其壓實度。在實際試驗中，測定相應點的干密度及二灰含量，用該干密度與二灰含量相對應的標準干密度相比，從而得出該檢測點的密實度。

４ 實例介紹

２０００年省道３１７線如皋段改造工程中，我單位實施的Ｃ標段，在鋪筑試驗段時即發生了二灰碎石超密現象。二灰碎石設計配合比二灰與碎石為２０∶８０石灰與粉煤灰的比例為１∶３，標準干密度２０８ｇ／ｍ３，碎石中小于５ｍｍ顆粒含量４％，壓實要求９７％，采用統一干密度及根據干密度曲線校正后的壓實度結果如表１： 從表２可知，壓實度依據相應二灰含量最大干密度調整之后，表２的３號測點處竟未合格。在使用該方法后，全標段二灰碎石的密實度得到了合理的評價，因而質量得到了較好的控制。

５ 結論

采用根據不同的二灰含量所實驗而得的標準干密度曲線，來進行二灰碎石的壓實度檢測方法，能較好地避免由于二灰含量變化對于壓實度測試評價，所帶來的影響較為準確地反映了實際碾壓情況，有效地指導了我們二灰碎石基層的施工及其質量控制。

第二篇：壓實度試驗檢測方法

壓實度試驗檢測方法

路基、路面壓實質量是道路工程施工質量管理最重要的內在指標之一，只有對路基、路面結構層進行充分壓實，才能保證路基、路面的強度。剛度及路面的平整度，并可以保證及延長路基、路面工程的使用壽命。

現場壓實質量用壓實度表示，對于路基土及路面基層，壓實度是指工地實際達到的干密度與室內標準擊實試驗所得的最大于密度的比值；對瀝青路面，壓實度是指現場實際達到的密度與室內標準密度的比值。

一、標準密度（最大干密度）和最佳含水量的確定方法

由于筑路材料結構層次等因素的不同，確定室內標準密度的方法也多樣化，有些方法需在實踐中進一步完善。最大干密度是指在標準擊實曲線（駝峰曲線）上最大的干密度值，該值對應的含水量即為最佳含水量。

（一）路基土的最大子密度和最佳含水量確定方法

路基受到的荷載應力，隨深度而迅速減少，所以路基上部的壓實度應高一些；另外，公路等級高，其路面等級也高，對路基強度的要求則相應提高，所以對路基壓實度的要求也應高一些。因此，高速、一級公路路基的壓實度標準，對于路床0～80cm應不小于95%，路堤80～150cm應不小于93％，150cm以下應不小于90%；對于零填及路塹、路槽底面以下0～30cm應不小于95%。

在平均年降雨量少于150mm且地下水位低的特殊干旱地區（相當于潮濕系數≤ 0.25地區）的壓實度標準可降低2％～3％。因為這些地區雨量稀少，地下水位低，天然土的含水量大大低于最佳含水量，要加水到最佳含水量情況下進行壓實確有很大困難，壓實度標準適當降低也不致影響路基的強度和穩定性。在平均年降雨量超過2000mm，潮濕系數>2的過濕地區和不能晾曬的多雨地區，天然土的含水量超過最佳含水量5％時，要達到上述的要求極為困難，應進行穩定處理后再壓實。

由于上的性質、顆粒的差別，確定最大干密度的方法也有區別，除了一般上的“擊實法”以外，還有粗粒上和巨粒上最大干密度的確定方法。由于擊實功的不同，可分為重型和輕型擊實，兩個試驗的原理和基本規律相似，但重型擊實試驗的擊實功提高了4.5倍。擊實試驗中按采集土樣的含水量，分濕土法和干土，法；按土能否重復使用，也分為兩種，即土能重復使用和不能重復使用。選擇時應根據下列原則進行：根據工程的具體要求，按擊實試驗方法種類中規定選擇輕型或重型試驗方法；根據土的性質選用于土法或濕土法，對于高含水量土宜選用濕土法；對于非高含水量土則選用干土法；（除易擊碎的試樣外）試樣可以重復使用。振動臺法與表面振動壓實儀法均是采用振動方法測定土的最大干密度。前者是整個土樣同時受到垂直方向的振動作用，而后者是振動作用自上體表面垂直向下傳遞的。研究結果表明，對于無粘聚性自由排水土這兩種方法最大干密度試驗的測定結果基本一致，但前者試驗設備及操作較復雜，后者相對容易，且更接近于現場振動碾壓的實際狀況。因此，使用時可根據試驗設備擁有情況擇其一即可，但推薦優先采用表面振動壓實儀法。已有的國內外研究結果表明，對于砂、卵、漂石及堆石料等無粘聚性自由排水上而言，一致公認采用振動方法而不是普通擊實法。因此，建議采用振動方法測定無粘聚性自由排水土的最大干密度。各試驗方法的儀器設備、試驗步驟等詳見《公路土工試驗規程》（JTJ 051-93）。路基及回填土的壓實，目的在于提高其強度和穩定性，降低路基的透水性和減少因冰凍而引起的不均勻變形，從而保證路面具有足夠的抵抗

路基及回填土的壓實，目的在于提高其強度和穩定性，降低路基的透水性和減少因冰凍而引起的不均勻變形，從而保證路面具有足夠的抵抗車輛荷載作用的力學強度和穩定性能，提高道路的使用年限。實踐證明，由于路基壓實質量未達到要求就急于鋪筑路面，結果是開放交通后在自然因素和車輛荷載作用下，路基產生沉陷變形而導致路面結構破壞，造成極大的浪費。因此路基壓實質量是保證道路施工質量的基礎和前提。

一、影響壓實效果的主要因素 1。含水量的影響

土的含水量對壓實效果的影響很大，無論是路基壓實還是溝槽回填均應控制其含水量。嚴格控制含水量在最佳含水量的±2%的范圍內。土在此狀態下，土粒間引力較小，保持有一定厚度的水膜，起著潤滑作用，外部壓實功較易使土粒相對移動，壓實效果最佳，且碾壓完成后土體穩定。當土中含水量過大時，孔隙中出現了自由水，壓實時不可能使氣體排出，壓實功能的一部分被自由水所抵消，減小了有效壓力，壓實效果反而降低。當土中含水量較小時，土粒間引力較大，雖然干容重較小，但其強度可能比最佳含水量時還要高，可是此時因密實度較低，孔隙多，一經飽水，其強度會急劇下降，進而影響路基的穩定性。在最佳含水量時土處于硬塑狀態，較易獲得最佳壓實效果，壓實到最大密實度的土體，水穩定性最好。2。土質的影響

不同性質土的壓實性能是不一樣的，就填土壓實而言，最適宜的是砂礫土、砂土和砂性土。這些土易壓實，有足夠的穩定性，沉陷小。最難壓實的是粘土，在潮濕狀態下這種土不穩定，最佳含水量比其他土類大，而最大干密度卻較小，但經壓實的粘土仍具有良好的不透水性。根據壓實試驗，在相同的壓實功作用下，不同的土類具有不同的最佳含水量和最大干密度。在同一壓實功能作用下，含粗顆粒較多的土，其最大干密度越大，而最佳含水量越小，即隨著粗粒土增多，其擊實曲線的峰點越向左上方移動。在道路施工時，應根據不同取土場的不同土類，分別確定其最大干密度和最佳含水量。3。壓實功能

對于同一類土，其最佳含水量隨著壓實功能的加大而減小，而最大干密度則隨壓實功能的加大而增大。當土偏干時，增加壓實功能對提高土的干密度影響較大，偏濕時則收效甚微。故對偏濕的土企圖用加大壓實功能的辦法來提高土的密實度是不經濟的，若土的含水量過大，此時增大壓實功能就會出現“彈簧”現象。另外，當壓實功能加大到一定程度后，對最佳含水量的減小和最大干密度的提高都不明顯了，這就是說單純用增加壓實功能來提高土的密實度未必合算，同時壓實功能過大還會破壞土體結構，使效果適得其反。4。壓實工具及壓實層厚度

不同的壓實工具，其壓力傳播的有效深度也不同。夯擊式機具傳播最深，振動式次之，碾壓式最淺。一種機具的作用深度，在壓實過程中不是固定不變的，土體松軟壓力傳播較深，隨著碾壓遍數增加，上部土層逐漸密實，土的強度相應提高，其作用深度也就逐漸減小。當壓實機具的重量不大時，荷載作用時間越長，土的壓實度越高，則密實度的增長速度隨時間而減小;當壓實機具很重時，土的密實度隨施荷時間增加而迅速增加，超過某一限度后，土的變形急劇增加，甚至達到破壞;當壓實機具過重，以至超過土的強度極限時，會立即引起土體結構破壞。

壓實過程中，壓路機速度的快慢對壓實效果也有影響，當對壓實度要求較高，以及鋪土層較厚時，行駛速度要慢一些。碾壓開始宜用慢速，隨著土層的逐漸密實，速度逐步提高。開始時土體較松，強度低，適宜先輕壓，隨著土體密度的增加，再逐步提高碾壓強度。當推運攤鋪土料時候，應力求機械車輛均勻分布行駛在整個路堤寬度內，以便填土得到均勻預壓。正式碾壓時，若為振動壓路機，第一遍應靜壓，然后振動碾壓，且由弱振至強振。這樣的話，既能使整個填土層達到良好、均勻的壓實效果，還保證了路基的平整度。

每一壓實土層的密實度隨深度的增加是呈遞減趨勢的，在表面5cm范圍內的密實度最高，底部最低。路基填土層的壓實厚度和壓實遍數與壓實機械類型、土的種類、壓實度要求有關，具體應通過做試驗段來確定。如果壓實遍數超過10遍仍達不到規定的壓實度要求，則繼續增加遍數的效果很小，應減小壓實層厚度，或考慮更改碾壓機械和施工工藝。

二、壓實標準

在道路工程中常用壓實度來表示填土壓實效果的好與不好，壓實度是工地實際達到的干密度與室內標準擊實試驗所得的最大干密度的比值（或稱壓實系數），并用百分數表示，即： 壓實度K＝ρd/ρm×100%

ρd－壓實后的干密度（g/cm3），ρm－標準擊實試驗求得的最大干密度（g/cm3）。

試驗室標準擊實試驗根據標準又分重型和輕型，擊實標準的選擇應根據工程項目的建設標準或道路等級來確定。

三、壓實質量控制與檢測

在路基施工中，土的最佳含水量和最大干密度是兩個十分重要的指標。壓實前應測定填土的含水量使之接近最佳含水量。土中含水量過大時，應作翻曬處理;當含水量較小時，應適當灑水補充水分，使含水量適宜。石灰穩定土和水泥穩定土等含有無機結合料的土，成型后本身反應還需要一定量的水，在碾壓時更應嚴格控制含水量。

在工地上，判斷土是否接近最佳含水量可采用簡易鑒定方法：用手捏土（或灰土等）可成團，較費勁，手掌無水印，土團自50cm處落在地上散成蒜瓣狀，自100cm高處落在堅實地面上即松散，出現這些現象即表明土已接近最佳含水量。在實驗室中，盡可能參照工程施工技術規范要求，做好最佳含水量的驗證檢測。

在壓實過程中，為保證壓實質量，施工現場自檢人員應邊施工邊檢查壓實度以便及時調整。當壓實干密度遠遠大于要求值時，表明壓實度過度或土質發生了變化;當壓實干密度小于要求值時，表明壓實度不夠。針對這些情況要找出原因并及時采取措施以達到要求的壓實度。如改變碾壓工藝、增加壓實機械的重量或重新做標準擊實試驗等。每一壓實層均應檢驗壓實度，合格后方可填筑下一層。

壓實度檢驗方法，通常采用環刀法，灌砂法和核子密度儀法等。

①環刀法，是一種破壞性的檢測方法，適用于不含骨料的細粒土。優點是設備簡單操作方便;缺點是受土質限制，當環刀打入土中時，產生的應力使土松動，壁厚時產生的應力較大，因此干密度有所降低。

②灌砂法，是一種破壞性檢測方法，適用于各類土。優點是測定值精確;缺點是操作較復雜，須經常測定標準砂的密度和錐體重。

③核子密度儀法，是一種非破壞性測定方法。能快速測定濕密度和含水量，滿足現場快速、無破損的要求，并具有操作方便，顯示直觀的優點，但應與灌砂法進行對比標定后方可使用。對于取樣深度要求，用環刀法檢測時，環刀中部處于壓實厚度的1/2深度;用灌砂法時，應取整個土層的厚度;用核子儀檢驗時應根據其類型，按說明書要求進行操作。

第三篇：路基壓實度試驗檢測方法

路基壓實度試驗檢測方法

路基、路面壓實質量是道路工程施工質量管理最重要的內在指標之一，只有對路基、路面結構層進行充分壓實，才能保證路基、路面的強度。剛度及路面的平整度，并可以保證及延長路基、路面工程的使用壽命。

現場壓實質量用壓實度表示，對于路基土及路面基層，壓實度是指工地實際達到的干密度與室內標準擊實試驗所得的最大于密度的比值；對瀝青路面，壓實度是指現場實際達到的密度與室內標準密度的比值。

一、標準密度（最大干密度）和最佳含水量的確定方法

由于筑路材料結構層次等因素的不同，確定室內標準密度的方法也多樣化，有些方法需在實踐中進一步完善。最大干密度是指在標準擊實曲線（駝峰曲線）上最大的干密度值，該值對應的含水量即為最佳含水量。

（一）路基土的最大子密度和最佳含水量確定方法

路基受到的荷載應力，隨深度而迅速減少，所以路基上部的壓實度應高一些；另外，公路等級高，其路面等級也高，對路基強度的要求則相應提高，所以對路基壓實度的要求也應高一些。因此，高速、一級公路路基的壓實度標準，對于路床0～80cm應不小于95%，路堤80～150cm應不小于93％，150cm以下應不小于90%；對于零填及路塹、路槽底面以下0～30cm應不小于95%。

在平均年降雨量少于150mm且地下水位低的特殊干旱地區（相當于潮濕系數≤ 0.25地區）的壓實度標準可降低2％～3％。因為這些地區雨量稀少，地下水位低，天然土的含水量大大低于最佳含水量，要加水到最佳含水量情況下進行壓實確有很大困難，壓實度標準適當降低也不致影響路基的強度和穩定性。在平均年降雨量超過2000mm，潮濕系數>2的過濕地區和不能晾曬的多雨地區，天然土的含水量超過最佳含水量5％時，要達到上述的要求極為困難，應進行穩定處理后再壓實。

由于上的性質、顆粒的差別，確定最大干密度的方法也有區別，除了一般上的“擊實法”以外，還有粗粒上和巨粒上最大干密度的確定方法。由于擊實功的不同，可分為重型和輕型擊實，兩個試驗的原理和基本規律相似，但重型擊實試驗的擊實功提高了4.5倍。擊實試驗中按采集土樣的含水量，分濕土法和干土，法；按土能否重復使用，也分為兩種，即土能重復使用和不能重復使用。選擇時應根據下列原則進行：根據工程的具體要求，按擊實試驗方法種類中規定選擇輕型或重型試驗方法；根據土的性質選用于土法或濕土法，對于高含水量土宜選用濕土法；對于非高含水量土則選用干土法；（除易擊碎的試樣外）試樣可以重復使用。

振動臺法與表面振動壓實儀法均是采用振動方法測定土的最大干密度。前者是整個土樣同時受到垂直方向的振動作用，而后者是振動作用自上體表面垂直向下傳遞的。研究結果表明，對于無粘聚性自由排水土這兩種方法最大干密度試驗的測定結果基本一致，但前者試驗設備及操作較復雜，后者相對容易，且更接近于現場振動碾壓的實際狀況。因此，使用時可根據試驗設備擁有情況擇其一即可，但推薦優先采用表面振動壓實儀法。已有的國內外研究結果表明，對于砂、卵、漂石及堆石料等無粘聚性自由排水上而言，一致公認采用振動方法而不是普通擊實法。因此，建議采用振動方法測定無粘聚性自由排水土的最大干密度。

各試驗方法的儀器設備、試驗步驟等詳見《公路土工試驗規程》（JTJ 051-93）。

（二）路面基層混合料最大干密度及最佳含水量確定方法

常見的路面基層材料有半剛性基層及粒料類基層，粒料類基層最大干密度的確定可參照粗粒土和巨粒土的振動法。半剛性基層材料按照《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》（JTJ057-94）執行，用標準擊實法求得，但當粒料含量高時（50％以上），由于擊實筒空間的限制，現行方法就不能得出真正的最大干密度，若以此為準，按施工規范要求的壓實度成型，所測得的強度和有關參數大小，據此進行設計，勢必造成浪費。同樣，如以此為準進行施工質量控制，必然要求太低，不能保證施工質量，因此，需要尋求更科學的方法、下面介紹一種確定最大干密度和最佳含水量的方法，即理論計算法。

1。石灰土、二灰穩定粒料

根據室內試驗測得結合料的最大干密度ρ 1 和集料的相對密度γ，把已確定的結合料與集料的質量比換算為體積比V1 :V2，則可計算混合料的最大干密度。石灰土、二灰穩定粒料的最佳含水量w0 是結合料的最佳含水量w1 和集料飽水裹覆含水量w2 的加權值。飽水裹覆含水量是指把集料浸水飽和后取出，不擦去表面裹覆水時的含水量。除吸水率特大的集料外，此值對于礫石可以取3%，碎石可取4%。2．水泥穩定粒料

此類材料的最大干密度ρ0 與集料的最大干密度ρG 和水泥硬化后的水泥質量有關。

水泥加水拌勻后，在105℃烘箱中烘干，稱試驗前水泥質量和烘干后硬化的水泥質量，即可求得水泥水化的水增量。

因水泥中含有水化水，故用烘箱法不能正確測出水泥穩定粒料的最佳含水量。根據對比試驗，水泥穩定粒料的最佳含水量w0 由水泥的水化水、集料的飽水裹覆含水量和拌和水泥所需要的水（水灰比為0.5）三者組成。

（三）瀝青混合料標準密度確定方法

瀝青混合料標準密度,以瀝青拌和廠取樣試驗的馬歇爾密度或者試驗段密度為準，當采用前者方法時，壓實度標準比后者高（詳見第二章），無論是用哪種方法,均存在對試件（馬氏試件或芯樣試件）測密度的問題，在進行密度試驗時應根據混合料本身的特點，可采用下列方法之一：

（1）水中重法：本法僅適用于密實的Ⅰ型瀝青混凝土試件，不適用于采用了吸水性大的集料的瀝青混合料試件。

（2）表干法，本法適用于表面較粗但較密實的 Ⅰ 型或 Ⅱ 型瀝青混凝土試件：但不適用于吸水率大于2％的瀝青混合料試件。

（3）蠟封法：本法適用于吸水率大于2％的Ⅰ 型或Ⅱ 型瀝青混凝土試件以及瀝青碎石混合料試件，不能用水中重法或表干法測密度時，應用蠟封法測定。

（4）體積法：本法適用于空隙率較大的瀝青碎石混合料及大空隙透水性開級配瀝青混合料試件。

具體的試驗方法見《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTJ052一2000）。

二、現場密度試驗檢測方法

（一）灌砂法

灌砂法是利用均勻顆粒的砂去置換試洞的體積，它是當前最通用的方法，很多工程都把灌砂法列為現場測定密度的主要方法。該方法可用于測試各種土或路面材料的密度，它的缺點是：需要攜帶較多量的砂，而且稱量次數較多，因此它的測試速度較慢。

采用此方法時，應符合下列規定：

（1）當集料的最大粒徑小于15mm、測定層的厚度不超過150mm時，宜采用Φ100mm的小型灌砂筒測試。

（2）當集料的粒徑等于或大于15mm，但不大于40mm，測定層的厚度超過150mm，但不超過200mm時，應用Φ150mm的大型灌砂筒測試。1．儀具與材料

（1）灌砂筒：有大小兩種，根據需要采用。儲砂筒筒底中心有一個圓孔，下部裝一倒置的圓錐形漏斗，漏斗上端開口，直徑與儲砂筒的圓孔相同，漏斗焊接在一塊鐵板上，鐵板中心有一圓孔與漏斗上開口相接，儲砂筒筒底與漏斗之間沒有開關。開關鐵板上也有一個相同直徑的圓孔。

（2）金屬標定罐：用薄鐵板制作的金屬罐，上端周圍有一罐緣。

（3）基板：用薄鐵板制作的金屬方盤，盤的中心有一圓孔。

（4）玻璃板：邊長約5m～600mm的方形板。

（5）試樣盤：小筒挖出的試樣可用鋁盒存放，大筒挖出的試樣可用300mm x 500mm x 40mm的搪瓷盤存放。

（6）天平或臺稱：稱量10 ～15kg，感量不大于1g。用于含水量測定的天平精度，對細粒土、中粒土、粗粒土宜分別為0.01g、0.1g、1.0g。

（7）含水量測定器具：如鋁盒、烘箱等。

（8）量砂：粒徑0．30～0.60mm 及0.25～0.50mm清潔干燥的均勻砂，約2040kg，使用前須洗凈、烘干，并放置足夠長的時間，使其與空氣的濕度達到平衡。

（9）盛砂的容器：塑料桶等。

（10）其他：鑿子、改錐、鐵錘、長把勺、小簸箕、毛刷等。2．試驗方法與步驟

（1）標定筒下部圓錐體內砂的質量

①在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒內裝砂至距筒頂15mm左右為止。稱取裝人筒內砂的質量m1，準確至1g。以后每次標定及試驗都應該維持裝砂高度與質量不變。

②將開關打開，讓砂自由流出，并使流出砂的體積與工地所挖試坑內的體積相當（可等于標定罐的容積），然后關上開關，稱灌砂筒內剩余砂質量 m5，準確至1g。

③不晃動儲砂筒的砂，輕輕地將灌砂筒移至玻璃板上，將開關打開，讓砂流出，直到筒內砂不再下流時，將開關關上，并細心地取走灌砂筒。

④收集并稱量留在板上的砂或稱量筒內的砂，準確至1g。玻璃板上的砂就是填滿錐體的砂m2。

⑤重復上述測量三次，取其平均值。

（2）標定量砂的單位質量γ。

①用水確定標定罐的容積V,準確至1mL。

②在儲砂筒中裝人砂并稱重，并將灌砂簡放在標定罐上，將開關打開，讓砂流出，在整個流砂過程中，不要碰動灌砂筒，直到砂不再下流時，將開關關閉，取下灌砂筒，稱取筒內剩余砂的質量準確至1g。

③計算填滿標定罐所需砂的質量。

④重復上述測量三次，取其平均值。

⑤計算量砂的單位質量。

（3）試驗步驟

①在試驗地點，選一塊平坦表面，并將其清掃干凈，其面積不得小于基板面積。

②將基板放在平坦表面上。當表面的粗糙度較大時，則將盛有量砂的灌砂筒放在基板中間的圓孔上，將灌砂筒的開關打開，讓砂流入基板的中孔內，直到儲砂筒內的砂不再下流時關閉開關。取下灌砂筒，并稱量筒內砂的質量準確至1g。當需要檢測厚度時，應先測量厚度后再進行這一步驟。

③取走基板，并將留在試驗地點的量砂收回，重新將表面清掃干凈。④將基板放回清掃干凈的表面上（盡量放在原處），沿基板中孔鑿洞（洞的直徑與灌砂筒一致）。在鑿洞過程中，應注意勿使鑿出的材料丟失,并隨時將鑿出的材料取出裝人塑料袋中，不使水分蒸發，也可放在大試樣盒內。試洞的深度應等于測定層厚度，但不得有下層材料混人，最后將洞內的全部鑿松材料取出。對土基或基層，為防止試樣盤內材料的水分蒸發，可分幾次稱取材料的質量。全部取出材料的總質量為mw，準確至1g。

⑤從挖出的全部材料中取出有代表性的樣品，放在鋁盒或潔凈的搪瓷盤中，測定其含水量（w，以％計）。樣品的數量如下：用小灌砂筒測定時，對于細粒土，不少于100g;對于各種中粒土，不少于500g。用大灌砂筒測定時，對于細粒土，不少于200g；對于各種中粒土，不少于1000g對于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等元機結合料穩定材料，宜將取出的全部材料烘干，且不少于2000g,稱其質量m d，準確至1g。當為瀝青表面處治或瀝青貫人結構類材料時，則省去測定含水量步驟。

6.將基板安放在試坑上，將灌砂筒安放在基板中間（儲砂筒內放滿砂質量m 1），使灌砂筒的下口對準基板的中孔及試洞，打開灌砂筒的開關，讓砂流入試坑內匕在此期間，應注意勿碰動灌砂筒，直到儲砂筒內的砂不再下流時，關閉開關。小心取走灌砂筒，并稱量筒內剩余砂的質量m4，準確到1g。7.如清掃干凈的平坦表面的粗糙度不大，也可省去上述②和③的操作。在試洞挖好后，將灌砂筒直接對準放在試坑上，中間不需要放基板。打開筒的開關，讓砂流入試坑內。在此期間，應注意勿碰動灌砂筒。直到儲砂筒內的砂不再下流時，關閉開關，小心取走灌砂筒，并稱量剩余砂的質量m’4，準確至1g。

8.仔細取出試筒內的量砂，以備下次試驗時再用，若量砂的濕度已發生變化或量砂中混有雜質，則應該重新烘干、過篩，并放置一段時間，使其與空氣的溫度達到平衡后再用。3．計算

（1）計算填滿試坑所用的砂的質量mb。

（2）計算試坑材料的濕密度ρw。

（3）計算試坑材料的干密度ρd。（4）水泥、石灰粉、煤灰等無機結合料穩定土，計算干密度ρd。

當試坑材料組成與擊實試驗的材料有較大差異時，可以試坑材料作標準擊實，求取實際的最大子密度。4．試驗中應注意的問題

灌砂法是施工過程中最常用的試驗方法之一。此方法表面上看起來較為簡單，但實際操作時常常不好掌握，并會引起較大誤差；又因為它是測定壓實度的依據：故經常是質量檢測監督部門與施工單位之間發生矛盾或糾紛的環節，因此應嚴格遵循試驗的每個細節，以提高試驗精度。為使試驗做得準確，應注意以下幾個環節：

（1）量砂要規則。量砂如果重復使用，一定要注意晾干，處理一致，否則影響量砂的松方密度。

（2）每換一次量砂，都必須測定松方密度，漏斗中砂的數量也應該每次重做。因此量砂宜事先準備較多數量。切勿到試驗時臨時找砂，又不作試驗；僅使用以前的數據。

（3）地表面處理要平整，只要表面凸出一點（即使1mm），使整個表面高出一薄層，其體積也算到試坑中去了，會影響試驗結果。因此本方法一般宜采用放上基板先測定一次粗糙表面消耗的量砂，按式（6-7）計算填坑的砂量，只有在非常光滑的情況下方可省去此操作步驟。

（4）在挖坑時試坑周壁應筆直，避免出現上大下小或上小下大的情形：這樣就會使檢測密度偏大或偏小。

（5）灌砂時檢測厚度應為整個碾壓層厚，不能只取上部或者取到下一個碾壓層中。

（二）環刀法

環刀法是測量現場密度的傳統方法。國內習慣采用的環刀容積通常為200cm3，環刀高度通常約5cm。用環刀法測得的密度是環刀內土樣所在深度范圍內的平均密度。它不能代表整個碾壓層的平均密度。由于碾壓土層的密度一般是從上到下減小的，若環刀取在碾壓層的上部，則得到的數值往往偏大，若環刀取的是碾壓層的底部，則所得的數值將明顯偏小，就檢查路基土和路面結構層的壓實度而言，我們需要的是整個碾壓層的平均壓實度，而不是碾壓層中某一部分的壓實度，因此，在用環刀法測定土的密度時，應使所得密度能代表整個碾壓層的平均密度。然而，這在實際檢測中是比較困難的；只有使環刀所取的土恰好是碾壓層中間的土，環刀法所得的結果才可能與灌砂法的結果大致相同。另外，環刀法適用面較窄，對于含有粒料的穩定土及松散性材料無法使用。

1.儀具與材料

(1)人工取土器或電動取土器：人工取土器包括環刀、環蓋、定向筒和擊實錘系統（導桿。落錘、手柄）。環刀內徑6～8cm，高23cm，壁厚1．52mm。電動取土器由底座、行走輪、立柱、齒輪箱、升降機構、取芯頭等組成。電動取土器主要技術參數為：工作電壓DC24V(36Ah)；轉速5070r／min，無級調速；整機質量約35kg。

（2）天平：感量0．1g（用于取芯頭內徑小于70mm樣品的稱量），或1．0g（用于取芯頭內徑100mm樣品的稱量）。

（3）其他：鎬、小鐵鍬、修土刀、毛刷、直尺、鋼絲鋸、凡士林、木板及測定含水量設備等。2．試驗方法與步驟

(1)用人工取土器測定粘性土及無機結合料穩定細粒土密度

①擦凈環刀，稱取環刀質量m2，準確至0.1g。

②在試驗地點，將面積約30cmx 30cm的地面清掃干凈。并將壓實層鏟去表面浮動及不平整的部分，達到一定深度，使環刀打下后，能達到要求的取土深度，但不得擾動下層。

③將定向筒齒釘固定于鏟平的地面上，順次將環刀、環蓋放人定向筒內與地面垂直。

④將導桿保持垂直狀態，用取土器落錘將環刀打人壓實層中，至環蓋頂面與定向筒上口齊平為止。

⑤去掉擊實錘和定向筒，用鎬將環刀及試樣挖出。

6.輕輕取下環蓋,用修土刀自邊至中削去環刀兩端余土，用直尺檢測直至修平為止。7.擦凈環刀外壁，用天平稱取環刀及試樣合計質量m1 ,準確至0.1g。8.自環刀中取出試樣，取具有代表注的試樣，測定其含水量。(2)用人工取土器測定砂性土或砂層密度

①如為濕潤的砂土：試驗時不需要使用擊實錘和定向筒。在鏟平的地面上、細心挖出一個直徑較環刀外徑略大的砂土柱，將環刀刃口向下，平置于砂土柱上，用兩手平穩地將環刀垂直壓下，直至砂土柱突出環刀上端約2cm時為止。

②削掉環刀口上的多余砂土，并用直尺刮平。

③在環刀上口蓋一塊平滑的木板，一手按住木板,另一只手用小鐵鍬將試樣從環刀底部切斷，然后將裝滿試樣的環刀轉過來，削去環刀刃口上部的多余砂土，并用直尺刮平。

④擦凈環刀外壁，稱環刀與試樣合計質量m1，精確至0.1g。

⑤自環刀中取具有代表性的試樣測定其含水量。

6.干燥的砂土不能挖成砂土柱時，可直接將環刀壓人或打入土中。（3）用電動取土器測定元機結合料細粒土和硬塑土密度

①裝上所需規格的取芯頭。在施工現場取芯前，選擇一塊平整的路段，將四只行走輪打起，囚根定位銷釘采用人工加壓的方法，壓入路基土層中。、松開鎖緊手柄，旋動升降手輪，使取芯頭剛好與上層接觸，鎖緊手柄。

2.將電瓶與調速器接通，調速器的輸出端接人取芯機電源插口。指示燈亮，顯示電路已通；啟動開關，電動機工作，帶動取芯機構轉動。、根據土層含水量調節轉速，操作升降手柄，上提取芯機構，停機，移開機器。由于取芯頭圓筒外表有幾條螺旋狀突起，切下的土屑排在筒外順螺紋上旋拋出地表，因此，將取芯套筒套在切削好的土芯立柱上，搖動即可取出樣品。

③取出樣品，立即按取芯套筒長度用修土刀或鋼絲鋸修平兩端，制成所需規格土芯，如擬進行其他試驗項目，裝人鋁盒，送試驗室備用。

④用天平稱量土芯帶套筒質m1，從土芯中心部分取試樣測定含水量。3．計算

按下式分別計算試樣的濕密度 ρw。及干密度ρd。

（三）核子密度濕度儀法

該法是利用放射性元素（通常是 射線和中子射線）測量土或路面材料的密度和含水量。這類儀器的特點是測量速度快，需要人員少。該類方法適用于測量各種土或路面材料的密度和含水量，有些進口儀器可貯存打印測試結果。它的缺點是，放射性物質對人體有害，另外需要打洞的儀器，在打洞過程中使洞壁附近的結構遭到破壞，影響測定的準確性，對于核子密度濕度儀法，可作施工控制使用，但需與常規方法比較，以驗證其可靠性。1．儀具與材料

（1）核子密度濕度儀：符合國家規定的關于健康保護和安全使用標準，密度的測定范圍為1.12～2.73g/cm3，測定誤差不大于± 0.03，含水率測量范圍為0～0.64 , 測定誤差不大于 ± 0.015 g/cm3。它主要包括下列部件：

① γ 射線源：雙層密封的同位素放射源，如銫一137、鈷－60 或鐳-226等。

②中子源：如镅（241）一鈹等。

③探測器：γ射線探測器或中子探測器等。

④讀數顯示設備：如液晶顯示器。脈沖計數器、數率表或直接讀數表。

⑤標準板：提供檢驗儀器操作和散射計數參考標準用。

⑤安全防護設備：符合國家規定要求的設備。6.刮平板、鉆桿、接線等。

（2）細砂：0.15～0.3mm。

（3）天平或臺稱。

（4）其他：毛刷等。2．試驗方法與步驟

本方法用于測定瀝青混合料面層的壓實密度時，在表面用散射法測定，所測定瀝青面層的層厚應不大于根據儀器性能決定的最大厚度。用于測定土基或基層材料的壓實密度及含水量時打洞后用直接透射法測定，測定層的厚度不宜大于20cm.。1）準備工作(1)每天使用前按下列步驟用標準板測定儀器的標準值：

①接通電源，按照儀器使用說明書建議的預熱時間，預熱測定儀。

②在測定前，應檢查儀器性能是否正常，在標準板上取34個讀數的平均值建立原始標準值，并與使用說明書提供的標準值校對，如標準讀數超過使用說明書規定的界限時，應重復此標準的測量，若第二次標準計數仍超出規定的界限時，需視作故障并進行儀器檢查。

（2）在進行瀝青混合料壓實層密度測定前，應用核子法對鉆孔取樣的試件進行標定；測定其他材料密度時，宜與挖坑灌砂法的結果進行標定。標定的步驟如下：

①選擇壓實的路表面，按要求的測定步驟用核子儀測定密度，記錄讀數；

②在測定的同一位置用鉆機鉆孔法或挖坑灌砂法取樣，量測厚度，按規定的標準方法測定材料的密度；

③對同一種路面厚度及材料類型，在使用前至少測定15處，求取兩種不同方法測定的密度的相關關系，其相關系數應不小于0.9。

（3）測試位置的選擇

①按照隨機取樣的方法確定測試位置，但與距路面邊緣或其他物體的最小距離不得小于30cm。核子儀距其他射線源不得少于10m。

②當用散射法測定時，應用細砂填平測試位置路表結構凹凸不平的空隙，使路表面平整，能與儀器緊密接觸。

③當使用直接透射法測定時，應在表面上用鉆桿打孔，孔深略深于要求測定的深度，孔應豎直圓滑并稍大于射線源探頭。

（4）按照規定的時間，預熱儀器。2)測定步驟

（1）如用散射法測定時，應將核子儀平穩地置于測試位置上。

（2）如用直接透射法測定時，將放射源棒放下插入已預先打好的孔內。

（3）打開儀器，測試員退出儀器2m以外，按照選定的測定時間進行測量，到達測定時間后，讀取顯示的各項數值，并迅速關機。

各種型號的儀器具體操作步驟略有不同，可按照儀器使用說明書進行。3.使用安全注意事項（1）儀器工作時，所有人員均應退到距儀器2m以外的地方。

（2）儀器不使用時，應將手柄置于安全位置，儀器應裝人專用的儀器箱內，放置在符合核幅射安全規定的地方。

（3）儀器應由經有關部門審查合格的專人保管，專人使用。對從事儀器保管及使用的人員，應遵照有關核幅射檢測的規定，不符合核防護規定的人員，不宜從事此項工作。

（四）鉆芯法測定瀝青面層密度

瀝青混合料面層的施工壓實度是指按規定方法測得的混合料試樣的毛體積密度與標準密度之比，以百分率表示。對瀝青混合料，國內外均以取樣測定作為標準試驗方法。1．儀具與材料

（1）路面取芯鉆機。

（2）天平：感量不太于0.1g。

（3）溢流水槽。

（4）吊籃。

（5）石蠟。

（6）其他：卡尺、毛刷、勺、取樣袋（容器）、電風扇。2，試驗方法與步驟 1）鉆取芯樣

按“路面鉆孔及切割取樣方法”鉆取路面芯樣，芯樣直徑不宜小于Φ100mm。當一次鉆孔取得的芯樣包含有不同層位的瀝青混合料時，應根據結構組合情況用切割機將芯樣沿各層結合面鋸開分層進行測定。2）測定試件密度

（1）將鉆取的試件在水中用毛刷輕輕刷凈粘附的粉塵。如試件邊角有松散顆粒，應仔細清除。

（2）將試件晾干或用電風扇吹干不少于24h，直至恒重。

按現行《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程(JTJ 052-2000)的瀝青混合料試件密度試驗方法測定試件的視密度或毛體積密度。當試件的吸水率小于2％時，采用水中重法或表干法測定；當吸水率大于2％時，用蠟封法測定；對空隙率很大的透水性混合料及開級配混合料用體積法測定。3.計算

（1）當計算壓實的瀝青混合料的標準密度采用馬歇爾擊實試件成型密度或試驗路段鉆孔取樣密度時、瀝青面層的壓實度計算是芯樣的視密度或毛體積度除以標準密度乘100。

（2）由瀝青混合料實測最大密度計算壓實度時，進行空隙率折算，作為標準密度，再計算壓實度。

4．試驗檢測中應注意的問題

壓實度的大小取決于實測的壓實密度，同樣也與標準密度的大小有關。但目前對標準密度的規定并不統一，有些工程在壓實度達不到時便重新進行馬歇爾試驗,調整標準密度使壓實度達到要求，這樣實際上是弄虛作假。為防止這種情況,新的檢測方法規定了三種標準密度，一種是馬歇爾擊實試件密度；一種是試驗路段鉆孔取樣密度；第三種是由實測最大密度按空隙率折算的標準密度。在進行檢測時，應結合工程實際情況，采用相應的標準密度。

（五）落錘頻譜式路基壓實度快速測定儀

落錘頻譜式路基壓實度快速測定儀是利用落錘的沖擊使土體產生反彈力、，并利用低頻測出土體響應值的一種不測含水量就能得到路基壓實度的測試儀器。檢測時，不需挖坑；每測一個點，只需2～3min。該儀器體積小（儀器外形尺寸：320mm ×140mm ×3oomm,沖擊架高460mm），質量輕（8.8kg），攜帶使用方便；既可在施工工地現場使用，也可在實驗室土槽中使用。1，工作原理

在已碾壓的路基表面上：使落錘自由落下，接觸地面時；土體表面隨即產生一反彈力。從理論上講，土體愈密實，吸能作用愈弱壩,反彈力愈強。反彈力隨即使加速度傳感器工作，記錄加速度值。經過電荷放大器的前置放大；并以電壓信號輸出、隨即又通過低通濾彼器，進入峰值采樣保持電路。然后，再由閥值觸發電路，進入10位數（精度高）A/D模數轉換電路，CPU8098單片機進行數據處理，最后，由LED顯示器顯示，同時，由16針打印機輸出壓實度數值。

2．使用技術要點(1)壓實度曲線的標定

路基壓實度曲線的標定工作十分重要，應在儀器各部分功能正常的情況下進行。標定工作實質上就是制作標定線，這種工作一般在試驗室內進行。標定時一定要選擇工程所使用的土類，而且，選擇的土類要具有工程代表性，這是確保標定精度的必要條件。壓實度標定就是建立壓實度加速度傳感器響應值與壓實度大小的關系曲線。（2）測點數與測點布置

路基壓實度測定以兩次平均值作為測點壓實度數值。夕矚兩次壓實度測值的相對誤差超過1%呢，則需要進行第三次實測，利用三次平均值作為壓實度最終結果。幾次測定測點位置的安排主要取決于落錘的底面直徑人以及路基土沖擊后回彈恢復的時間t。當t=1min之內，就要將落錘的位置向旁側移動1．50d的距離作第二次測定；當t=3min時，則可在同一位置測定第二次，這樣的安排不會引起誤差。

三、壓實度檢測結果評定

路基、路面壓實度以1～3km長的路段為檢驗評定單元，按要求的檢測頻率及方法進行現場壓實度抽樣檢查，求算每一測點的壓實度Ki。壓實度評定要點是：

（1）控制平均壓實度的置信下限：似保證總體水平；

（2）規定單點極值不得超出給定值，防止局部隱患；

（3）規定扣分界限以區分質量優劣。

計算檢驗評定段的壓實度代表值K(算術平均值的下置信界限)。1．路基、基層和底基層：K≥K0，且單點壓實度Ki 全部大于等于規定值減2個百分點時，評定路段的壓實度可得規定滿分；當K≥K0，且單點壓實度全部大于等于規定極值時，對于測定值低于規定值減2個百分點的測點，按其占總檢查點數的百分率計算扣分值。

K

第四篇：堤防工程壓實度控制方法

摘要：筆者從事黃河下游防洪工程的施工管理，對影響堤防工程施工壓實度的因素有比較清楚的認識，發現僅靠控制設計壓實度還不能有效地保證工程質量，為在以后的施工管理中更好的保證工程質量，筆者認為應根據料場的實際情況以及施工條件確定控制壓實度。

主題詞：堤防；施工；壓實度；控制

1堤防工程施工中質量控制的主要指標

1.1設計壓實度是根據《堤防工程設計規范》確定的94%；施工含水量按土料試驗所確定的值控制。

1.2施工壓實度、干密度、含水量的確定。

土料的施工壓實度、干密度是根據土場多組代表性的土樣進行擊實試驗（一般25組以上）所得；施工含水量也是根據土場取樣試驗得出的。

2質量控制過程中影響壓實度的因素

2.1含水量變化對壓實度的影響

由于擊實試驗的最優含水量只是一個確定值，即嚴格來講，只有在最優含水量時才能達到最大干密度。這在土料天然含水量變化的條件下是不可能的。因此，按土料擊實試驗所確定的壓實度、最大擊實干密度在施工中是很難達到的。

2.2現場含水量的不均勻對現場壓實度控制的影響

由于現場土料總是呈粒狀的多，而且要求快速取得結果，故尤其碾壓前增加或減少含水量主要限于土團表面，因而擊實曲線不能反映土的真正擊實特性。對于粘粒含量較高的土類，這種影響會愈加顯著，自然擊實試驗的精度會愈差，隨之壓實度的控制會造成失真，試驗表明由于擊實土樣采取由“干到濕”和由“由濕到干”的不同制備方法，則最優含水量差值可達5%，最大干密度相差0.5g/cm3。

2.3壓實度很難適應施工含水量的變化

例如設計壓實度為100%時，而實際在天然含水量變化幅度內是難以達到的，故只能用提高壓實功能的方法來解決，因而標準擊實功能便會失去嚴格的意義。

2.4原狀土的結構對控制最大干密度的影響

現場最大擊實大干密度與室內擊實試驗結果會有一定甚至很大的差異。例如，某工程現場填筑土料采用壓實度控制的三點法擊實的最大干密度為1.51g/cm3，最優含水量為28%，而相應的室內擊實試驗最大密度則為1.57g/cm3，最優含水量為26.4%。因此，很難想象這種實驗室確定的壓實度有多大的意義。主要原因在于現場原狀土不可避免地或多或少會保持原狀土粒的部分粘聚力與結構狀態，因而在同樣的擊實功能下，自然會得到較低的擊實密度和較高的最優含水量，且粘性愈強或粘粒含量愈高的土，這種趨勢愈明顯，因此，會給現場壓實度控制的精度帶來很大的疑問。

2.5施工時的土體結構對壓實度的影響

現場填筑施工的土體結構狀態與室內制備樣的結構有很大差別，也會使試驗實驗最大擊實干密度受到很大的影響。黃河防洪工程施工的土場往往層淤層沙，且沙土厚度較大，無法進行土料調配，這與室內試驗時的土體結構有很大的差別。據室內對施工土料填筑試樣與室外試驗土樣進行了抗剪強度、壓縮試驗的多組對比試驗，發現抗剪強度的摩擦角值僅為土料試樣的90%，c值則僅為60%；而壓縮系數則隨著土體的干密度大小，差別很大。經試驗：在設計干密度下，施工原狀土樣的壓縮系數僅為室內土樣的1/3，當干密度增加到很大時，上述兩者的壓縮系數才趨于一致。

2.6施工干密度與室內試驗控制干密度的差別很大

在質量控制過程中，為了達到設計的壓實度（干密度）往往要將壓實平均干密度提高0.04～0.05g/cm3，這也是滿足合格率要求的必然結果，而這一平均干密度的提高，必然會導致壓縮變形的大量變化，而以上結構狀態，是室內試驗計算中尚未考慮的因素。

2.7土料的粘粒含量不均一對于設計密度的影響

大堤加高的土場均為臨河灘區，其土料均為黃河來大水時淤積而成，土料粘粒含量差別較大，土場土料粘粒含量都具有某種程度的不均勻性，為層狀分布，實踐證明，土料擊實試驗所確定的設計干密度在施工中有時是達不到的，有時又是極易達到的，出現后種情況實際上是沒有達到設計的孔隙率，實際是造成了工程質量的降低。

3關于施工控制碾壓參數問題

土料填筑至少包括以下幾道工序：開蹬、卸料，鋪料、灑水、壓實和抽樣檢查。所以，控制壓實參數僅是壓實工序中的一項重要手段而不是目的，即對于各種土料，都必須通過控制碾壓參數達到設計所要求的壓實標準。而問題在于對施工的全過程如何檢查和監理、施工人員是否遵守了這一規定，筆者認為目前唯一有效的手段就是通過各種方法測定壓實后的干密度和含水量，以判斷其合格率是否達到設計標準，而控制碾壓參數只能作為施工自檢或監理人員抽查。不能設想，一段大堤的壓實質量只是用控制碾壓參數就能評定其質量優劣。

4解決以上問題，應采用以下方法

4.1施工條件系數法

采用施工條件系數法的優點是，最大設計干密度是根據施工條件系數法計算出來的，是根據多組代表性土樣進行擊實試驗（一般25組以上）最大干密度的平均值，乘以施工條件系數，便可得到設計干密度，而施工含水量則可根據附圖確定。而壓實度則為土料的設計干密度與相應標準擊實功能的最大干密度的比值，其施工含水量按塑限或最優含水量上、下某一幅度根據經驗確定。

按附圖的方法，根據設計干密度大致確定含水量的施工范圍（當然要根據設計干密度下土的力學指標，并考慮塑限、天然含水量范圍、施工設備與條件等）應是合理的。所以，采用施工條件系數可允許在設計干密度(施工控制最大干密度)與最大干密度之間有一定的變幅。

采用施工條件系數法有下列優點：

4.1.1小浪底土壩設計明確要求壩料達到一定的設計干密度和填筑含水量，才能據此確定相應的強度、壓縮變形、滲透系數等物理力學性質指標，并進行壩坡穩定分析。而壓實度則不能直接反映出以上指標的大小。試驗證明：對不同性質的土料，尤其是透水性較大的砂性土料與透水性較小的粘土，在具有相同的壓實度條件下，其滲透系數可相差幾個量級。所以，壓實度僅是一種相對性指標，難以與填土的物理力學性質指標建立直接的函數關系。而施工條件系數法則直接得到的是設計干密度，當然會與土的力學性質緊密協調一致。

采用施工條件系數可較好地解決這一問題，應該允許填筑干密度有某一下限值，即設計干密度，并嚴格通過碾壓參數的控制來達到這一下限值。

4.1.2實際現場施工的碾壓是不均勻的，因此，也會造成局部干密度達不到擊實的最大干密度，利用施工條件系數法可有效地解決這一問題。

4.1.3可以消除取樣的誤差。不管任何取樣方法，現場控制僅能具有一定的精度，而不能類似室內擊實試驗那樣精確。利用施工條件系數法可有效地解決這一問題。

4.1.4質量控制人員在質量控制中采取的方法，是采取現場取干密度控制，而不是控制壓實度，雖是間接的，卻直接有效。

4.2對粘性土和礫質土，分別采用環刀法或灌砂法，都會比現場壓實度控制快、準確和直觀。尤其是粘性土，用“三錘一鎬”的環刀法操作簡便，一位稍有經驗的質控人員在15-2min左右，便可根據濕密度判斷是否合格和確定可否繼續填土，在土料填筑的壓實度施工控制中，這是獨特的寶貴經驗，值得保持和發展。

4.3實際原型干密度與室內制備樣的判別是很大的，建議施工過程中為了達到設計的干密度標準，將壓實平均干密度提高0.04～0.05 g/cm3，這也是滿足合格率要求的必然結果。

在1999年某大堤加高工程施工過程中，由于土場層淤層沙，且沙土厚度較大，無法進行土料調配，施工干密度無論如何也達不到設計壓實度所要求的干密度，只好采取黃河傳統的質量控制要求，即按干密度不小于1.5g/cm3要求控制。這是施工條件系數法的直接反映。

結語：防洪工程的質量控制不應局限于某一規范規定，而應根據施工的實際情況采取簡捷的控制方法，在防洪工程土料填筑施工質量控制過程中，采用施工條件系數是較為合理的，質量控制也比較直觀。

（作者單位：齊河黃河河務局）

第五篇：路基路面壓實度試驗檢測方法

路基路面壓實度試驗檢測方法

路基、路面壓實質量是道路工程施工質量管理最重要的內在指標之一，只有對路基、路面結構層進行充分壓實，才能保證路基、路面的強度。剛度及路面的平整度，并可以保證及延長路基、路面工程的使用壽命。

現場壓實質量用壓實度表示，對于路基土及路面基層，壓實度是指工地實際達到的干密度與室內標準擊實試驗所得的最大于密度的比值；對瀝青路面，壓實度是指現場實際達到的密度與室內標準密度的比值。

一、標準密度（最大干密度）和最佳含水量的確定方法

由于筑路材料結構層次等因素的不同，確定室內標準密度的方法也多樣化，有些方法需在實踐中進一步完善。最大干密度是指在標準擊實曲線（駝峰曲線）上最大的干密度值，該值對應的含水量即為最佳含水量。

（一）路基土的最大干密度和最佳含水量確定方法

路基受到的荷載應力，隨深度而迅速減少，所以路基上部的壓實度應高一些；另外，公路等級高，其路面等級也高，對路基強度的要求則相應提高，所以對路基壓實度的要求也應高一些。因此，高速、一級公路路基的壓實度標準，對于路床0～80cm應不小于95%，路堤80～150cm應不小于93％，150cm以下應不小于90%；對于零填及路塹、路槽底面以下0～30cm應不小于95%。

在平均年降雨量少于150mm且地下水位低的特殊干旱地區（相當于潮濕系數≤ 0.25地區）的壓實度標準可降低2％～3％。因為這些地區雨量稀少，地下水位低，天然土的含水量大大低于最佳含水量，要加水到最佳含水量情況下進行壓實確有很大困難，壓實度標準適當降低也不致影響路基的強度和穩定性。在平均年降雨量超過2000mm，潮濕系數>2的過濕地區和不能晾曬的多雨地區，天然土的含水量超過最佳含水量5％時，要達到上述的要求極為困難，應進行穩定處理后再壓實。

由于上的性質、顆粒的差別，確定最大干密度的方法也有區別，除了一般上的“擊實法”以外，還有粗粒上和巨粒上最大干密度的確定方法。由于擊實功的不同，可分為重型和輕型擊實，兩個試驗的原理和基本規律相似，但重型擊實試驗的擊實功提高了4.5倍。擊實試驗中按采集土樣的含水量，分濕土法和干土法；按土能否重復使用，也分為兩種，即土能重復使用和不能重復使用。選擇時應根據下列原則進行：根據工程的具體要求，按擊實試驗方法種類中規定選擇輕型或重型試驗方法；根據土的性質選用于土法或濕土法，對于高含水量上宜選用濕土法；對于非高含水量土則選用于土法；除易擊碎的試樣外）試樣可以重復使用。

振動臺法與表面振動壓實儀法均是采用振動方法測定土的最大干密度。前者是整個土樣同時受到垂直方向的振動作用，而后者是振動作用自上體表面垂直向下傳遞的。研究結果表明，對于元粘聚性自由排水上這兩種方法最大干密度試驗的測定結果基本一致，但前者試驗設備及操作較復雜，后者相對容易，且更接近于現場振動碾壓的實際狀況。因此，使用時可根據試驗設備擁有情況擇其一即可，但推薦優先采用表面振動壓實儀法。已有的國內外研究結果表明，對于砂、卵、漂石及堆石料等無粘聚性自由排水上而言，一致公認采用振動方法而不是普通擊實法。因此，建議采用振動方法測定無粘聚性自由排水土的最大干密度。各試驗方法的儀器設備、試驗步驟等詳見《公路土工試驗規程》（JTJI051-93）。

（二）路面基層混合料最大干密度及最佳含水量確定方法

常見的路面基層材料有半剛性基層及粒料類基層，粒料類基層最大干密度的確定可參照粗粒土和巨粒土的振動法。半剛性基層材料按照《公路工程元機結合料穩定材料試驗規程》（JTJ057-94）執行，用標準擊實法求得，但當粒料含量高時（50％以上），由于擊實筒空間的限制，現行方法就不能得出真正的最大干密度，若以此為準，按施工規范要求的壓實度成

型，所測得的強度和有關參數大小，據此進行設計，勢必造成浪費。同樣，如以此為準進行施工質量控制，必然要求太低，不能保證施工質量，因此，需要尋求更科學的方法、下面介紹一種確定最大干密度和最佳含水量的方法，即理論計算法。1.石灰土、二灰穩定粒料

根據室內試驗測得結合料的最大干密度ρ 1 和集料的相對密度γ，把已確定的結合料與集料的質量比換算為體積比V1 :V2，則可計算混合料的最大干密度。石灰土、二灰穩定粒料的最佳含水量w0 是結合料的最佳含水量w1 和集料飽水裹覆含水量W2 的加權值。飽水裹覆含水量是指把集料浸水飽和后取出，不擦去表面裹覆水時的含水量。除吸水率特大的集料外，此值對于礫石可以取3%，碎石可取4%。2．水泥穩定粒料

此類材料的最大干密度ρ0 與集料的最大干密度ρG 和水泥硬化后的水泥質量有關。水泥加水拌勻后，在105℃烘箱中烘干，稱試驗前水泥質量和烘干后硬化的水泥質量，即可求得水泥水化的水增量。

因水泥中含有水化水，故用烘箱法不能正確測出水泥穩定粒料的最佳含水量。根據對比試驗，水泥穩定粒料的最佳含水量w0 由水泥的水化水、集料的飽水裹覆含水量和拌和水泥所需要的水（水灰比為0.5）三者組成。

（三）瀝青混合料標準密度確定方法

瀝青混合料標準密度,以瀝青拌和廠取樣試驗的馬歇爾密度或者試驗段密度為準，當采用前者方法時，壓實度標準比后者高（詳見第二章），無論是用哪種方法,均存在對試件（馬氏試件或芯樣試件）測密度的問題，在進行密度試驗時應根據混合料本身的特點，可采用下列方法之一：

（1）水中重法：本法僅適用于密實的Ⅰ型瀝青混凝土試件，不適用于采用了吸水性大的集料的瀝青混合料試件。

（2）表干法，本法適用于表面較粗但較密實的 Ⅰ 型或 Ⅱ 型瀝青混凝土試件：但不適用于吸水率大于2％的瀝青混合料試件。

（3）蠟封法：本法適用于吸水率大于2％的Ⅰ 型或Ⅱ 型瀝青混凝土試件以及瀝青碎石混合料試件，不能用水中重法或表干法測密度時，應用蠟封法測定。

（4）體積法：本法適用于空隙率較大的瀝青碎石混合料及大空隙透水性開級配瀝青混合料試件。

具體的試驗方法見《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTJ052一93）。

二、現場密度試驗檢測方法

（一）灌砂法

灌砂法是利用均勻顆粒的砂去置換試洞的體積，它是當前最通用的方法，很多工程都把灌砂法列為現場測定密度的主要方法。該方法可用于測試各種土或路面材料的密度，它的缺點是：需要攜帶較多量的砂，而且稱量次數較多，因此它的測試速度較慢。采用此方法時，應符合下列規定：

（1）當集料的最大粒徑小于15mm、測定層的厚度不超過150mm時，宜采用Φ100mm的小型灌砂筒測試。

（2）當集料的粒徑等于或大于15mm，但不大于40mm，測定層的厚度超過150mm，但不超過2oomm時，應用Φ150mm的大型灌砂筒測試。1．儀具與材料

（1）灌砂筒：有大小兩種，根據需要采用。儲砂筒筒底中心有一個圓孔，下部裝一倒置的圓錐形漏斗，漏斗上端開口，直徑與儲砂筒的圓孔相同，漏斗焊接在一塊鐵板上，鐵板中心有一圓孔與漏斗上開口相接，儲砂筒筒底與漏斗之間沒有開關。開關鐵板上也有一個相同直

徑的圓孔。

（2）金屬標定罐：用薄鐵板制作的金屬罐，上端周圍有一罐緣。（3）基板：用薄鐵板制作的金屬方盤，盤的中心有一圓孔。（4）玻璃板：邊長約5m～6oomm的方形板。（5）試樣盤：小筒挖出的試樣可用鋁盒存放，大筒挖出的試樣可用3oomm x 5oomm x 40mm的搪瓷盤存放。

（6）天平或臺稱：稱量10 ～15kg，感量不大于1g。用于含水量測定的天平精度，對細粒土、中粒土、粗粒土宜分別為0.01g、0.1g、1.0g。（7）含水量測定器具：如鋁盒、烘箱等。

（8）量砂：粒徑0．30～0.60mm 及0.25～0.50mm清潔干燥的均勻砂，約2040kg，使用前須洗凈、烘干，并放置足夠長的時間，使其與空氣的濕度達到平衡。（9）盛砂的容器：塑料桶等。

（10）其他：鑿子、改錐、鐵錘、長把勺、小簸箕、毛刷等。2．試驗方法與步驟

（1）標定筒下部圓錐體內砂的質量 ①在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒內裝砂至距筒頂15mm左右為止。稱取裝人筒內砂的質量m1，準確至1g。以后每次標定及試驗都應該維持裝砂高度與質量不變。②將開關打開，讓砂自由流出，并使流出砂的體積與工地所挖試坑內的體積相當（可等于標定罐的容積），然后關上開關，稱灌砂筒內剩余砂質量 m5，準確至1g。③不晃動儲砂筒的砂，輕輕地將灌砂筒移至玻璃板上，將開關打開，讓砂流出，直到筒內砂不再下流時，將開關關上，并細心地取走灌砂筒。

④收集并稱量留在板上的砂或稱量筒內的砂，準確至1g。玻璃板上的砂就是填滿錐體的砂m2。⑤重復上述測量三次，取其平均值。（2）標定量砂的單位質量γ。

①用水確定標定罐的容積V,準確至1mL。②在儲砂筒中裝人砂并稱重，并將灌砂簡放在標定罐上，將開關打開，讓砂流出，在整個流砂過程中，不要碰動灌砂筒，直到砂不再下流時，將開關關閉，取下灌砂筒，稱取筒內剩余砂的質量準確至1g。③計算填滿標定罐所需砂的質量。④重復上述測量三次，取其平均值。⑤計算量砂的單位質量。

（3）試驗步驟 ①在試驗地點，選一塊平坦表面，并將其清掃干凈，其面積不得小于基板面積。

②將基板放在平坦表面上。當表面的粗糙度較大時，則將盛有量砂的灌砂筒放在基板中間的圓孔上，將灌砂筒的開關打開，讓砂流入基板的中孔內，直到儲砂筒內的砂不再下流時關閉開關。取下灌砂筒，并稱量筒內砂的質量準確至1g。當需要檢測厚度時，應先測量厚度后再進行這一步驟。③取走基板，并將留在試驗地點的量砂收回，重新將表面清掃干凈。

④將基板放回清掃干凈的表面上（盡量放在原處），沿基板中孔鑿洞（洞的直徑與灌砂筒一致）。在鑿洞過程中，應注意勿使鑿出的材料丟失,并隨時將鑿出的材料取出裝人塑料袋中，不使水分蒸發，也可放在大試樣盒內。試洞的深度應等于測定層厚度，但不得有下層材料混人，最后將洞內的全部鑿松材料取出。對土基或基層，為防止試樣盤內材料的水分蒸發，可分幾次稱取材料的質量。全部取出材料的總質量為mw，準確至1g。

⑤從挖出的全部材料中取出有代表性的樣品，放在鋁盒或潔凈的搪瓷盤中，測定其含水量（w，以％計）。樣品的數量如下：用小灌砂筒測定時，對于細粒土，不少于100g;對于各種中粒土，不少于500g。用大灌砂筒測定時，對于細粒土，不少于2oog；對于各種中粒土，不少于1000g對于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等元機結合料穩定材料，宜將取出的全部材料烘干，且不少于2oo0g,稱其質量m d，準確至1g。當為瀝青表面處治或瀝青貫人結構類材料時，則省去測定含水量步驟。

6.將基板安放在試坑上，將灌砂筒安放在基板中間（儲砂筒內放滿砂質量m 1），使灌砂筒的下口對準基板的中孔及試洞，打開灌砂筒的開關，讓砂流入試坑內匕在此期間，應注意勿碰動灌砂筒，直到儲砂筒內的砂不再下流時，關閉開關。小心取走灌砂筒，并稱量筒內剩余砂的質量m4，準確到1g。

7.如清掃干凈的平坦表面的粗糙度不大，也可省去上述②和③的操作。在試洞挖好后，將灌砂筒直接對準放在試坑上，中間不需要放基板。打開筒的開關，讓砂流入試坑內。在此期間，應注意勿碰動灌砂筒。直到儲砂筒內的砂不再下流時，關閉開關，小心取走灌砂筒，并稱量剩余砂的質量m’4，準確至1g。

8.仔細取出試筒內的量砂，以備下次試驗時再用，若量砂的濕度已發生變化或量砂中混有雜質，則應該重新烘干、過篩，并放置一段時間，使其與空氣的溫度達到平衡后再用。3．計算

（1）計算填滿試坑所用的砂的質量mb。（2）計算試坑材料的濕密度ρw。

（3）計算試坑材料的干密度ρd。

（4）水泥、石灰粉、煤灰等無機結合料穩定土，計算干密度ρd。

當試坑材料組成與擊實試驗的材料有較大差異時，可以試坑材料作標準擊實，求取實際的最大子密度。

4．試驗中應注意的問題

灌砂法是施工過程中最常用的試驗方法之一。此方法表面上看起來較為簡單，但實際操作時常常不好掌握，并會引起較大誤差；又因為它是測定壓實度的依據：故經常是質量檢測監督部門與施工單位之間發生矛盾或糾紛的環節，因此應嚴格遵循試驗的每個細節，以提高試驗精度。為使試驗做得準確，應注意以下幾個環節：

（1）量砂要規則。量砂如果重復使用，一定要注意晾干，處理一致，否則影響量砂的松方密度。

（2）每換一次量砂，都必須測定松方密度，漏斗中砂的數量也應該每次重做。因此量砂宜事先準備較多數量。切勿到試驗時臨時找砂，又不作試驗；僅使用以前的數據。

（3）地表面處理要平整，只要表面凸出一點（即使1mm），使整個表面高出一薄層，其體積也算到試坑中去了，會影響試驗結果。因此本方法一般宜采用放上基板先測定一次粗糙表面消耗的量砂，按式（6-7）計算填坑的砂量，只有在非常光滑的情況下方可省去此操作步驟。

（4）在挖坑時試坑周壁應筆直，避免出現上大下小或上小下大的情形：這樣就會使檢測密度偏大或偏小。

（5）灌砂時檢測厚度應為整個碾壓層厚，不能只取上部或者取到下一個碾壓層中。

（二）環刀法

環刀法是測量現場密度的傳統方法。國內習慣采用的環刀容積通常為2oocm3，環刀高度通常約5cm。用環刀法測得的密度是環刀內土樣所在深度范圍內的平均密度。它不能代表整個碾壓層的平均密度。由于碾壓土層的密度一般是從上到下減小的，若環刀取在碾壓層的上部，則得到的數值往往偏大，若環刀取的是碾壓層的底部，則所得的數值將明顯偏小，就檢查路基土和路面結構層的壓實度而言，我們需要的是整個碾壓層的平均壓實度，而不是碾壓層中某一部分的壓實度，因此，在用環刀法測定土的密度時，應使所得密度能代表整個碾壓層的平均密度。然而，這在實際檢測中是比較困難的；只有使環刀所取的土恰好是碾壓層中間的土，環刀法所得的結果才可能與灌砂法的結果大致相同。另外，環刀法適用面較窄，對于含有粒料的穩定土及松散性材料無法使用。

1.儀具與材料

(1)人工取土器或電動取土器：人工取土器包括環刀、環蓋、定向筒和擊實錘系統（導桿。落錘、手柄）。環刀內徑6～8cm，高23cm，壁厚1．52mm。電動取土器由底座、行走輪、立柱、齒輪箱、升降機構、取芯頭等組成。電動取土器主要技術參數為：工作電壓DC24V(36Ah)；轉速5o70r／min，無級調速；整機質量約35kg。

（2）天平：感量0．1g（用于取芯頭內徑小于70mm樣品的稱量），或1．0g（用于取芯頭內徑100mm樣品的稱量）。

（3）其他：鎬、小鐵鍬、修土刀、毛刷、直尺、鋼絲鋸、凡士林、木板及測定含水量設備等。

2．試驗方法與步驟

(1)用人工取土器測定粘性土及無機結合料穩定細粒土密度

①擦凈環刀，稱取環刀質量m2，準確至0.1g。②在試驗地點，將面積約30cmx 30cm的地面清掃干凈。并將壓實層鏟去表面浮動及不平整的部分，達到一定深度，使環刀打下后，能達到要求的取土深度，但不得擾動下層。③將定向筒齒釘固定于鏟平的地面上，順次將環刀、環蓋放人定向筒內與地面垂直。④將導桿保持垂直狀態，用取土器落錘將環刀打人壓實層中，至環蓋頂面與定向筒上口齊平為止。⑤去掉擊實錘和定向筒，用鎬將環刀及試樣挖出。

6.輕輕取下環蓋,用修土刀自邊至中削去環刀兩端余土，用直尺檢測直至修平為止。7.擦凈環刀外壁，用天平稱取環刀及試樣合計質量m1 ,準確至0.1g。8.自環刀中取出試樣，取具有代表注的試樣，測定其含水量。(2)用人工取土器測定砂性土或砂層密度

①如為濕潤的砂土：試驗時不需要使用擊實錘和定向筒。在鏟平的地面上、細心挖出一個直徑較環刀外徑略大的砂土柱，將環刀刃口向下，平置于砂土柱上，用兩手平穩地將環刀垂直壓下，直至砂土柱突出環刀上端約2cm時為止。

②削掉環刀口上的多余砂土，并用直尺刮平。③在環刀上口蓋一塊平滑的木板，一手按住木板,另一只手用小鐵鍬將試樣從環刀底部切斷，然后將裝滿試樣的環刀轉過來，削去環刀刃口上部的多余砂土，并用直尺刮平。④擦凈環刀外壁，稱環刀與試樣合計質量m1，精確至0.1g。⑤自環刀中取具有代表性的試樣測定其含水量。

6.干燥的砂土不能挖成砂土柱時，可直接將環刀壓人或打入土中。（3）用電動取土器測定元機結合料細粒土和硬塑土密度

①裝上所需規格的取芯頭。在施工現場取芯前，選擇一塊平整的路段，將四只行走輪打起，囚根定位銷釘采用人工加壓的方法，壓入路基土層中。、松開鎖緊手柄，旋動升降手輪，使取芯頭剛好與上層接觸，鎖緊手柄。

2.將電瓶與調速器接通，調速器的輸出端接人取芯機電源插口。指示燈亮，顯示電路已通；啟動開關，電動機工作，帶動取芯機構轉動。、根據土層含水量調節轉速，操作升降手柄，上提取芯機構，停機，移開機器。由于取芯頭圓筒外表有幾條螺旋狀突起，切下的土屑排在筒外順螺紋上旋拋出地表，因此，將取芯套筒套在切削好的土芯立柱上，搖動即可取出樣品

③取出樣品，立即按取芯套筒長度用修土刀或鋼絲鋸修平兩端，制成所需規格土芯，如擬進行其他試驗項目，裝人鋁盒，送試驗室備用。④用天平稱量土芯帶套筒質m1，從土芯中心部分取試樣測定含水量。3．計算

按下式分別計算試樣的濕密度 ρw。及干密度ρd。

（三）核子密度濕度儀法

該法是利用放射性元素（通常是 射線和中子射線）測量土或路面材料的密度和含水量。這類儀器的特點是測量速度快，需要人員少。該類方法適用于測量各種土或路面材料的密度和含水量，有些進口儀器可貯存打印測試結果。它的缺點是，放射性物質對人體有害，另外需要打洞的儀器，在打洞過程中使洞壁附近的結構遭到破壞，影響測定的準確性，對于核子密度濕度儀法，可作施工控制使用，但需與常規方法比較，以驗證其可靠性。1．儀具與材料

（1）核子密度濕度儀：符合國家規定的關于健康保護和安全使用標準，密度的測定范圍為1.12～2.73g/cm3，測定誤差不大于± 0.03，含水率測量范圍為0～0.64 , 測定誤差不大于 ± 0.015 g/cm3。它主要包括下列部件： ① γ 射線源：雙層密封的同位素放射源，如銫一137、鈷－60 或鐳-226等。②中子源：如镅（241）一鈹等。③探測器：γ射線探測器或中子探測器等。④讀數顯示設備：如液晶顯示器。脈沖計數器、數率表或直接讀數表。⑤標準板：提供檢驗儀器操作和散射計數參考標準用。⑤安全防護設備：符合國家規定要求的設備。6.刮平板、鉆桿、接線等。（2）細砂：0.15～0.3mm。（3）天平或臺稱。（4）其他：毛刷等。

2．試驗方法與步驟

本方法用于測定瀝青混合料面層的壓實密度時，在表面用散射法測定，所測定瀝青面層的層厚應不大于根據儀器性能決定的最大厚度。用于測定土基或基層材料的壓實密度及含水量時打洞后用直接透射法測定，測定層的厚度不宜大于20cm.。1）準備工作

(1)每天使用前按下列步驟用標準板測定儀器的標準值： ①接通電源，按照儀器使用說明書建議的預熱時間，預熱測定儀。

②在測定前，應檢查儀器性能是否正常，在標準板上取34個讀數的平均值建立原始標準值，并與使用說明書提供的標準值校對，如標準讀數超過使用說明書規定的界限時，應重復此標準的測量，若第二次標準計數仍超出規定的界限時，需視作故障并進行儀器檢查。

（2）在進行瀝青混合料壓實層密度測定前，應用核子法對鉆孔取樣的試件進行標定；測定其他材料密度時，宜與挖坑灌砂法的結果進行標定。標定的步驟如下：

①選擇壓實的路表面，按要求的測定步驟用核子儀測定密度，記錄讀數； ②在測定的同一位置用鉆機鉆孔法或挖坑灌砂法取樣，量測厚度，按規定的標準方法測定材料的密度； ③對同一種路面厚度及材料類型，在使用前至少測定15處，求取兩種不同方法測定的密度的相關關系，其相關系數應不小于0.9。

（3）測試位置的選擇

①按照隨機取樣的方法確定測試位置，但與距路面邊緣或其他物體的最小距離不得小于30cm。核子儀距其他射線源不得少于10m。②當用散射法測定時，應用細砂填平測試位置路表結構凹凸不平的空隙，使路表面平整，能與儀器緊密接觸。③當使用直接透射法測定時，應在表面上用鉆桿打孔，孔深略深于要求測定的深度，孔應豎直圓滑并稍大于射線源探頭。

（4）按照規定的時間，預熱儀器。

2)測定步驟

（1）如用散射法測定時，應將核子儀平穩地置于測試位置上。

（2）如用直接透射法測定時，將放射源棒放下插入已預先打好的孔內。

（3）打開儀器，測試員退出儀器2m以外，按照選定的測定時間進行測量，到達測定時間后，讀取顯示的各項數值，并迅速關機。

各種型號的儀器具體操作步驟略有不同，可按照儀器使用說明書進行。3.使用安全注意事項

（1）儀器工作時，所有人員均應退到距儀器2m以外的地方。

（2）儀器不使用時，應將手柄置于安全位置，儀器應裝人專用的儀器箱內，放置在符合核幅射安全規定的地方。

（3）儀器應由經有關部門審查合格的專人保管，專人使用。對從事儀器保管及使用的人員，應遵照有關核幅射檢測的規定，不符合核防護規定的人員，不宜從事此項工作。

（四）鉆芯法測定瀝青面層密度

瀝青混合料面層的施工壓實度是指按規定方法測得的混合料試樣的毛體積密度與標準密度之比，以百分率表示。對瀝青混合料，國內外均以取樣測定作為標準試驗方法。1．儀具與材料

（1）路面取芯鉆機。

（2）天平：感量不太于0.1g。（3）溢流水槽。（4）吊籃。

（5）石蠟。

（6）其他：卡尺、毛刷、勺、取樣袋（容器）、電風扇。2，試驗方法與步驟

1）鉆取芯樣

按“路面鉆孔及切割取樣方法”鉆取路面芯樣，芯樣直徑不宜小于Φ100mm。當一次鉆孔取得的芯樣包含有不同層位的瀝青混合料時，應根據結構組合情況用切割機將芯樣沿各層結合面鋸開分層進行測定。

2）測定試件密度

（1）將鉆取的試件在水中用毛刷輕輕刷凈粘附的粉塵。如試件邊角有松散顆粒，應仔細清除。

（2）將試件晾干或用電風扇吹干不少于24h，直至恒重。按現行《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程(JTJ O52-93)的瀝青混合料試件密度試驗方法測定試件的視密度或毛體積密度。當試件的吸水率小于2％時，采用水中重法或表干法測定；當吸水率大于2％時，用蠟封法測定；對空隙率很大的透水性混合料及開級配混合料用體積法測定。

3.計算

（1）當計算壓實的瀝青混合料的標準密度采用馬歇爾擊實試件成型密度或試驗路段鉆孔取樣密度時、瀝青面層的壓實度計算是芯樣的視密度或毛體積度除以標準密度乘100。

（2）由瀝青混合料實測最大密度計算壓實度時，進行空隙率折算，作為標準密度，再計算壓實度。

4．試驗檢測中應注意的問題

壓實度的大小取決于實測的壓實密度，同樣也與標準密度的大小有關。但目前對標準密度的規定并不統一，有些工程在壓實度達不到時便重新進行馬歇爾試驗,調整標準密度使壓實度達到要求，這樣實際上是弄虛作假。為防止這種情況,新的檢測方法規定了三種標準密度，一種是馬歇爾擊實試件密度；一種是試驗路段鉆孔取樣密度；第三種是由實測最大密度按空隙率折算的標準密度。在進行檢測時，應結合工程實際情況，采用相應的標準密度。

（五）落錘頻譜式路基壓實度快速測定儀

落錘頻譜式路基壓實度快速測定儀是利用落錘的沖擊使土體產生反彈力、，并利用低頻測出土體響應值的一種不測含水量就能得到路基壓實度的測試儀器。檢測時，不需挖坑；每測一個點，只需2～3min。該儀器體積小（儀器外形尺寸：320mm ×140mm ×3oomm,沖擊架高460mm），質量輕（8.8kg），攜帶使用方便；既可在施工工地現場使用，也可在實驗室土槽中使用。

1，工作原理

在已碾壓的路基表面上：使落錘自由落下，接觸地面時；土體表面隨即產生一反彈力。從理論上講，土體愈密實，吸能作用愈弱壩,反彈力愈強。反彈力隨即使加速度傳感器工作，記錄加速度值。經過電荷放大器的前置放大；并以電壓信號輸出、隨即又通過低通濾彼器，進入峰值采樣保持電路。然后，再由閥值觸發電路，進入10位數（精度高）A/D模數轉換電路，CPU8098單片機進行數據處理，最后，由LED顯示器顯示，同時，由16針打印機輸出壓實度數值。2．使用技術要點(1)壓實度曲線的標定

路基壓實度曲線的標定工作十分重要，應在儀器各部分功能正常的情況下進行。標定工作實質上就是制作標定線，這種工作一般在試驗室內進行。標定時一定要選擇工程所使用的土類，而且，選擇的土類要具有工程代表性，這是確保標定精度的必要條件。壓實度標定就是建立壓實度加速度傳感器響應值與壓實度大小的關系曲線。（2）測點數與測點布置

路基壓實度測定以兩次平均值作為測點壓實度數值。夕矚兩次壓實度測值的相對誤差超過1%呢，則需要進行第三次實測，利用三次平均值作為壓實度最終結果。幾次測定測點位置的安排主要取決于落錘的底面直徑人以及路基土沖擊后回彈恢復的時間t。當t=1min之內，就要將落錘的位置向旁側移動1．50d的距離作第二次測定；當t=3min時，則可在同一位置測定第二次，這樣的安排不會引起誤差。

三、壓實度檢測結果評定

路基、路面壓實度以1～3km長的路段為檢驗評定單元，按要求的檢測頻率及方法進行現場壓實度抽樣檢查，求算每一測點的壓實度Ki。壓實度評定要點是：

（1）控制平均壓實度的置信下限：似保證總體水平；（2）規定單點極值不得超出給定值，防止局部隱患；（3）規定扣分界限以區分質量優劣。

計算檢驗評定段的壓實度代表值K(算術平均值的下置信界限)。

1．路基、基層和底基層：K≥K0，且單點壓實度Ki 全部大于等于規定值減2個百分點時，評定路段的壓實度可得規定滿分；當K≥K0，且單點壓實度全部大于等于規定極值時，對于測定值低于規定值減2個百分點的測點，按其占總檢查點數的百分率計算扣分值。